Smart Grids – A Visão da Copel

• Sobre a Copel

• Smart Grids

• As Iniciativas da Copel

• Oportunidades

• Conclusões

Agenda

COPEL

ComercializadoraDistribuição Renováveis

Holding

Telecomunicações Geração e Transmissão

Distribuição

-4,5 milhões de consumidores

-180 Mil Quilômetros de Linhas

e Redes

-370 Subestações

Automatizadas

-400 Mil Transformadores

-Consumo Médio de 182

kWH/Mês

3ª Maior Distribuidora do Brasil

Telecomunicações

34 mil consumidores

corporativos e comerciais

399 cidades atendidas

em todo o Paraná

27 mil km de fibras óticas

A primeira empresa de energia a

ter licença para prestar serviços

de telecomunicações pela

(Anatel)

O Paraná é o

único estado

brasileiro

100% digital

Imagine o sistema elétrico de energia em 2030...

O Sistema Elétrico no Futuro

Geração proveniente de 100% de energia renovável

Mais de 20% da geração proveniente de fontes distribuídas

Todos podem escolher a fonte de energia e o fornecedor que desejam comprar

A maior parte dos consumidores também serão geradores de energia

A maior parte dos veículos serão abastecidos por energia elétrica

Todos teremos uma forma de armazenar energia elétrica em casa

A comunicação bidirecional entre todos os consumidores e as concessionárias de distribuição

O consumidor poderá ofertar serviços para a concessionária

A duração da interrupção de energia anual por consumidor será reduzida a minutos

As perdas de energia serão reduzidas em mais de 50%

COMO?

COM AS SMART

GRIDS

O Sistema Elétrico no Futuro

A eletrificação massiva das cidades foi a conquista suprema de

engenharia do século XX, pelo indubitável impacto na melhoria

da qualidade de vida aos lares americanos.– Academia Nacional de Engenharia dos EUA

A Rede Elétrica

Rede Existente x Smart Grids

Sistemas Elétricos Convencionais

Rede Elétrica

+

Dispositivos de Alta Tecnologia

+

Sensoriamento do Sistema

+

Telecomunicações

+

Sistemas Computacionais

de Apoio

=

Fluxo de Energia Bidirecional

+

Fluxo de Informações Bidirecional

+

Novos Produtos e Serviços

Conceito

Integração do Conceito

Uma Tendência Mundial

-EUA

-Europa

Motivação: Brasil

Motivação: Brasil

Motivação: Brasil

Motivação: Brasil

Motivação: Brasil

Motivação: Brasil

Iniciativas ANEEL

Iniciativas ANEEL

Iniciativas ANEEL

Apropriação de Investimentos

Principais Projetos

Copel - Smart Grids - Goals

1. Melhorar a Qualidade do Fornecimento de Energia

2. Reduzir os Custos Operacionais

3. Melhorar a Assertividade do Planejamento da Expansão

4. Preparar o Sistema para a GD e Cargas Especiais

5 . Modicidade Tarifária

6. Reduzir as Perdas e Melhorar a Eficiência Energética

2009 – Primeiro Grupo de Trabalho Interno para Estudar o

Assunto

2010 – Primeiro Projeto Piloto em Fazenda Rio Grande

2012 – Projeto em Conjunto com a JICA do Japão

2014 – Projeto Paraná Smart Grid

2015 – Projeto +Clic Rural

Smart Grid – Histórico na Copel

Step 5

Step 4

Step 3

step2

Step1Intelligent devices

Infrastructure:

Communications

Infrastructure

Integration:

Analytical

Infrastructure:

Optimization:

Smart Grid Copel - Stage of Development

CHALLENGE - SAIDI

Projeto Paraná Smart Grid – Piloto em Curitiba

• Iniciativa liderada pela COPEL com a participação da Sanepar, Compagás,

Lactec e Tecpar

• Implantação de um piloto em área com alta densidade de carga, com uso de

elementos de redes inteligentes de distribuição

• Demonstração de testes de conceitos para antecipação de futuras

aplicações

• 1ª Fase – Rua Padre Agostinho, Parque Barigüi e COPEL km3.

Aproximadamente 2.000 consumidores (área em vermelho).

• 2ª Fase – Rua Padre Anchieta/Rua Martin Afonso

• Aproximadamente 10.000 consumidores (área em azul).

Sistema de reconfiguração automática

• Três subestações de energia (fontes)

• Chaves automatizadas

• Recomposição em menos de um minuto

Sistema de medição compartilhada

• Medição de energia, gás e água

Rede MESH

• Todos os pacotes são

criptografados.

• O endereçamento e a

retransmissão dos

dados independe da

chave de criptografia

• Os rádios são ligados aos

medidores de energia, que

possuem alimentação,

podem retransmitir pacotes.

• O concentrador de dados foi

instalado na torre da

COPEL, na sede Padre

Agostinho.

Rádios utilizados

• Potência: 1 Watt

• Frequência: 902-907,5MHz e

915 a 928MHz.

• Operação: Frequency Hopping

Spread Spectrum (FHSS)

• Criptografia: AES 128 bits

• Consumo: < 4 Watts

• Chipset: Texas CC1101

• Protocolo local: PIMA ou saída

pulsada (água e gás)

Situação atual

Sistema de Telemedição HEMERA

• Medição inteligente.

• GPRS / WiFi / Ethernet.

Sistema de Telemedição HEMERA

Sistema de Telemedição HEMERA

• Relatórios de demanda e consumo de energia

• Períodos customizáveis

Eletropostos e Veículos Elétricos

Eletropostos e Veículos Elétricos

A

B

A – Showroom

B – Geração distribuída,

carro e bicicletas

elétricas

Showroom

Showroom

Showroom

Showroom – Área externa – Eletroposto e Veículo Elétrico

Showroom – Aerogerador e Painéis Fotovoltaicos

Showroom – Eletropostos e bicicletas elétricas

Showroom – Equipamentos na área externa

1 - Disjuntor Geral

2 - Quadro de Distribuição

3 - Quadro de Comunicação

4 - Inversor Fotovoltaico

5 - Inversor do Aerogerador

6 - Retificador

7 - Resistências

8 a 13 - Medição

Entidade Local de

Pernoite/Garagem

Veículos Tipo de Eletroposto Pot. por

tomada (kVA)

com 220V

Guarda Municipal Barigui 1 ZOE MCR64 (1 tomada) 44

(local público) 1 Kangoo MCR16 (1_2menn) 4

1 Twizy MCR16 (2_2menn) 4

1 Micro Onibus IB_bus (1 tomada) 24

Eletropostos para o Projeto Curitiba ECO Elétrico

~

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M

M

M

M

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~

M

Automação

Rede

Microgeração

Veículos

Elétricos

Automação

Medição

~

Projetos futuros

Projetos em instalação

• Chaves telecomandadas em Foz do Iguaçu

LIGAÇÕES – ÁREA DE CONCESSÃO

1970

115.000 consumidores

LIGAÇÕES – ÁREA DE CONCESSÃO

1980

870.000 consumidores

1990

1,8 milhões de consumidores

LIGAÇÕES – ÁREA DE CONCESSÃO

LIGAÇÕES – ÁREA DE CONCESSÃO

2014

4,2 milhões de consumidores

OBJETIVOS DO PROGRAMA

Redução no número e tempo de interrupções de fornecimento

Melhorar a qualidade do fornecimento de energia

Dotar os segmentos agroindustriais de um diferencial

competitivo para o Estado do Paraná

Impulsionar processos sensíveis à qualidade do fornecimento

de energia elétrica (avicultura, fumicultura, produção de leite,

suinocultura e atividades pós-produção)

Auxiliar na Manutenção da Concessão da Copel Distribuição

PROGRAMA DE MELHORIA NA QUALIDADE

DO FORNECIMENTO DE ENERGIA RURAL

Investimento: 500 milhões de reais

Período: 2016-2018 (contratações começam ainda em 2015)

Posteriormente ao Programa Clic Rural (década de 80), que

levou energia a todo estado, se faz necessário um novo

programa, com o objetivo de melhoria no fornecimento de

energia, com foco nas áreas produtivas:

Avicultura

Bovinocultura

Fumicultura

Suinocultura

Regiões inicialmente beneficiadas: Oeste e Centro-Sul

Consumidores diretos beneficiados: > 68.000

Consumidores indiretos beneficiados: > 600.000

INAUGURAÇÃO

AUTOMAÇÃO DE REDE - SASE

AUTOMAÇÃO DE REDE - SASE

Sensores de Falta

Integração Automação x Medição

• Bocaiúva do Sul

Smart Grid Rural

Comunicação via redes de rádios MESH

Testes de novas tecnologias

Sensores de localização de faltas

Novas estruturas de cabos cobertos

Seccionalizadores monofásicos

Novo algoritmo de reconfiguração

OPORTUNIDADES

TELECOMUNICAÇÕES

TELECOMUNICAÇÕES

TELECOMUNICAÇÕES

TELECOMUNICAÇÕES

TELECOMUNICAÇÕES

TELECOMUNICAÇÕES

Geração Distribuída

Geração Distribuída: regulamentação

Geração Distribuída: tecnologias

Geração Distribuída: tecnologias

Baterias

Supercapacitores

O armazenamento de energia elétrica

Microgrid

Microgrid: definição

- Um grupo de cargas interconectadas e recursos de

energia distribuída dentro de contornos de elétricos

definidos

- Atua com um Sistema de Controle Autônomo

integrado as necessidades do consumidor e da

concessionária

- Opera de forma conectada ou desconectada –

“ILHADA” da rede, de acordo com a melhor

desejada

- Integra harmoniosamente o conceito de Smart Grids

Microgrid - Subestação

Microgrid -

Alimentador

Microgrid –

Alimentador Parcial

Microgrid –

Consumidor

Sistema Interligado

Microgrid: conceito

Maximização da utilização da geração distribuída (on

grid e off grid)

Benefícios GD e armazenamento: redução de perdas,

melhoria da tensão, postergação de investimentos

Proporciona melhoria na qualidade do fornecimento de

energia

Serviços ancilares

Microgrid: vantagens

Microgrid: projetos

Acumulação de Energia na Rede Rural - Concessionária

Acumulação Integrada com a Geração Distribuída do Acessante

Geração Distribuída Integrada a um Sistema Storage

Funcionalidades ao Consumidor

Prestação de Serviços (Ancilares)

Outros Serviços de Comunicação e Automação

Alteração NTC - Copel

CASAS E EDIFÍCIOS INTELIGENTES

Conclusões e Observações

1. A Copel já vem implantando o conceito de Redes Inteligentes conforme seu Road Map

2. A implantação em Escala no Brasil depende de incentivos Regulatórios, Estabilidade do Setor Elétrico e Políticas Públicas

3. Oportunidades em várias áreas: Pesquisa, Desenvolvimento, Projetos de Engenharia, Prestação de Serviços, etc

4. A maior mudança no sistema elétrico desde o início da Distribuição de Energia Elétrica

Júlio Shigeaki OmoriJulio.omori@copel.com

+55 41 3331- 2642

www.copel.com